(57)【要約】【課題】  製造コストを低減させ、かつ量産性を向上させる。【解決手段】  アルミニウム合金である平板状の母材１５の表面に、反射面形成用パンチ１６によって押し込み加工を行い、ＬＥＤチップを搭載する凹部１７を形成する。次いで、抜きパンチ１８によって凹部１７の外径Ｒ２と同じ径、すなわち凹部１７を含む円柱状部材１９を打ち抜く。しかる後、この円柱状部材１９を成型用ダイ２０と成型用パンチ２１とによって、成形をすると同時に凹部１７の外周縁に鍔２３を形成する塑性加工を行う。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線板に形成した貫通孔に固定されるＬＥＤ装置用反射体であって、
全体が金属によって前記配線板の厚みよりも大きい高さを有する柱状に形成し、一端にＬＥＤチップを搭載する凹部と、この凹部の外周縁に鍔とを設けたことを特徴とするＬＥＤ装置用反射体。
【請求項２】
配線板に形成した貫通孔に嵌合するＬＥＤ装置用反射体の製造方法であって、
母材の表面に裁頭錐台状の凹部を形成する押し込み工程と、前記凹部を含むように柱状部材を母材から打ち抜く工程と、前記凹部の外周縁に鍔を形成する塑性加工工程とを備えたことを特徴とするＬＥＤ装置用反射体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度発光が可能で放熱性が要求されるＬＥＤ装置に使用されるＬＥＤ装置用反射体およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のＬＥＤ装置においては、高輝度化したＬＥＤチップが開発され、これまでの携帯電話機等のテンキー照明やスポット的な照明の使用に止まらず、屋外や屋内の各種ディスプレイ、交通や鉄道等の信号機、各種インジケータや液晶表示のバックライトだけではなく、照明自体として利用され始めてきており、これに使用されるＬＥＤ装置用反射体には、より高い放熱性が要求されるようになっている。従来のＬＥＤ装置用反射体は、上面にＬＥＤチップを搭載する凹部が設けられ、中央部の外周面に突起が形成された鋼板からなり、この反射体をステンレス基板に形成した貫通孔に嵌合させ、突起を貫通孔の内壁に食い込ませることにより貫通孔に取り付けられるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３５０１９号公報（段落「００１７」、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のＬＥＤ装置用反射体においては、基板に反射体を固定するために、円柱状に形成された中央部の外周面に突起を設ける構造を採っている。このため、プレスによって形成することは事実上できず、結局鋳造等によって形成する必要があり、金型が高価となるばかりではなく量産にも適さないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、製造コストを低減させ、かつ量産性を向上させたＬＥＤ装置用反射体およびその製造方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、配線板に形成した貫通孔に固定されるＬＥＤ装置用反射体であって、全体が金属によって前記配線板の厚みよりも大きい高さを有する柱状に形成し、一端にＬＥＤチップを搭載する凹部と、この凹部の外周縁に鍔とを設けたものである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、配線板に形成した貫通孔に嵌合するＬＥＤ装置用反射体の製造方法であって、母材の表面に裁頭錐台状の凹部を形成する押し込み工程と、前記凹部を含むように柱状部材を母材から打ち抜く工程と、前記凹部の外周縁に鍔を形成する塑性加工工程とを備えた方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＬＥＤチップ搭載面と反射面と構成する凹部の形成工程および母材からの打ち抜き工程ならびに鍔を形成する工程をいずれもプレス加工によって行うことができるため、安価な金型を使用することができるから製造コストの低減を図ることができ、量産性を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係るＬＥＤ装置用反射体が取り付けられるプリント配線板の全体を示す平面図、図２は同じくプリント配線板の製造方法を説明するための断面図、図３は同じくＬＥＤ装置用反射体の製造方法を説明するための断面図、図４は同じくＬＥＤ装置用反射体を示し、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は側面図、図５ないし図７は同じく本発明に係るＬＥＤ装置用反射体を使用してＬＥＤ装置を製造する方法を説明するための断面図、図８は同じくＬＥＤ装置を示し、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は断面図である。
【０００９】
先ず、図１および図２を用いて本発明に係るＬＥＤ装置用反射体が取り付けられるプリント配線板の製造方法について説明する。図２（Ａ）において、１は絶縁基板２の両面に銅箔３，３が張り付けられた大盤の両面銅張積層板である。この両面銅張積層板１にドリルによって、同図（Ｂ）および図１に示すように、径がＲ１に形成され、格子状に配列した２０個の第１の貫通孔４の孔開け加工を行う。
【００１０】
次いで、これら第１の貫通孔４を囲むように、それぞれの貫通孔４の周囲に１２個ずつ配置される小径の第２の貫通孔５の孔開け加工を行い、１枚の両面銅張積層板１全体に２４０個の第２の貫通孔５を形成する。これら２４０個の第２の貫通孔５のうちの半数は、図１に示すように、プリント配線板１２の第１の貫通孔４を挟み互いに平行な直線Ｌ１上に位置付けられ、残りの半数は第１の貫通孔４を挟み直線Ｌ１と直交する直線Ｌ２上に位置付けられている。
【００１１】
次いで、この両面銅張積層板１に、図２（Ｃ）に示すように、電解銅めっきによるパネルめっきを行い、銅箔３，３上ならびに第１および第２の貫通孔４，５の孔壁にめっき膜６を形成する。さらに、同図（Ｄ）に示すように、エッチングによって回路を形成し、第１の貫通孔４の上・下端縁に反射体２２を実装する上側実装部７Ａと下側実装部７Ｂを形成する。同時に、上側実装部７Ａから離間した部位にワイヤーボンディング用の端子部８を形成し、この端子部８と導通するスルーホール９を形成する。
【００１２】
同図（Ｅ）において、不要な回路上にソルダーレジスト１０を塗布する。次いで、同図（Ｆ）に示すように、上側・下側実装部７Ａ，７Ｂ上および端子部８上ならびにスルーホール９上にニッケルと金による貴金属めっき１１を行い、厚みＴ１のプリント配線板１２を形成する。
【００１３】
次に、図３を用いて本発明に係るＬＥＤ装置用反射体の製造方法を説明する。同図（Ａ）に符号１５で示すものは、アルミニウム合金である平板状の母材であって、この母材１５の表面に反射面形成用パンチ１６によって押し込み加工を行い、母材１５の表面に後述するＬＥＤチップ３０を搭載する裁頭円錐台状の凹部１７を形成する。このとき、反射面形成用パンチ１６によって凹部１７の表面に鏡面処理を併せて行う。このように、凹部１７を形成するときに同時に凹部１７の反射率を向上させる鏡面処理を行うようにしたことにより、反射率を向上させるためのめっき処理の工程が不要になるため、製造コストを低減することができる。なお、上記鏡面処理は特別な表面処理を行う必要はなく、反射面形成用パンチ１６の加工面を鏡面仕上げにしておくだけでよい。
【００１４】
次いで、同図（Ｂ）に示すように、抜きパンチ１８によって凹部１７の外径Ｒ２と同じ径、すなわち凹部１７を含む円柱状部材１９を打ち抜く。しかる後、この円柱状部材１９を、同図（Ｃ）に示すように成型用ダイ２０と成型用パンチ２１とによって、成形をすると同時に凹部１７の外周縁に鍔２３を形成する塑性加工を行うことによってＬＥＤ装置用反射体（以下、単に反射体という）２２を形成する。このように、凹部１７の形成工程および母材１５からの円柱状部材１９の打ち抜き工程ならびに鍔２３を形成する工程をいずれもプレス加工によって行うことができるため、安価な金型を使用することができるから製造コストの低減を図ることができ、量産性を向上させることもできる。
【００１５】
このように形成される反射体２２は、図４に示すように、偏平な略円柱状に形成され、鍔２３の厚みを除いた高さＴ２は、上記したプリント配線板１２の厚みＴ１よりもやや大きく形成され、鍔２３の径方向への突出量を除いた径Ｒ３は、上記したプリント配線板１２の第１の貫通孔４の径Ｒ１よりもわずかに小さく形成されている。凹部１７はＬＥＤチップ３０を搭載する底面１７ａと、搭載されたＬＥＤチップ３０から発光した光を反射するテーパー状の側面１７ｂとによって形成されている。
【００１６】
次に、図５ないし図８を用いて、ＬＥＤ装置の製造方法について説明する。図５（Ａ）に示すように、２０個の反射体２２（同図においては１個の反射体２２のみを図示）を、プリント配線板１２の第１の貫通孔４のそれぞれに嵌合する。第１の貫通孔４に嵌合された反射体２２は、同図（Ｂ）に示すように、鍔２３が第１の貫通孔４の上端縁４ｂに載置される。載置された反射体２２の中央部の外周面２２ａと、第１の貫通孔４の内周面４ａとの間にクリアランスδが形成され、下端部２２ｂが第１の貫通孔４から長さＴ３だけ突出している。
【００１７】
図６（Ａ）において、２５はプリント配線板１２を支承する押え部材であって、上下動自在に支持され、かしめパンチ２６が摺動可能な孔２５ａが設けられている。かしめパンチ２６の上端面には、リング状に形成されたかしめ用凸部２６ａが一体に突設されており、このかしめ用凸部２６の内径Ｒ４は、上記した反射体２２の径Ｒ３よりもやや小さく形成されている。２７はかしめ受けパンチであって、下端面には、反射体２２の凹部１７と同じ形状に形成された凸部２７ａと、鍔２３を押え付ける押え部２７ｂとが設けられている。
【００１８】
このような構成において、かしめ受けパンチ２７を下降させ、同図（Ｂ）に示すように、凸部２７ａを反射体２２の凹部１７に当接させ、押え部２７ｂによって鍔２３を第１の貫通孔４の上端縁４ｂに押し付けることにより、プリント配線１２を反射体２２の鍔２３介してかしめ受けパンチ２７と押え部材２７とによって挟持する。さらに、かしめ受けパンチ２７を下降させると、図７（Ａ）に示すように、かしめパンチ２６のかしめ用凸部２６ａが反射体２２の下端部２２ｂに当接する。
【００１９】
したがって、さらにかしめ受けパンチ２７を下降させることにより、押え部２７ｂによって鍔２３を第１の貫通孔４の上端縁４ｂに押し付けた状態で、かしめ用凸部２６ａによって反射体２２の下端部２２ｂが第１の貫通孔４の下端縁４ｃにかしめられる。このかしめ加工によって、同図（Ｂ）に示すように、反射体２２の中央部の外周面２２ａがプリント配線板１２の面方向（矢印Ａ−Ｂ方向）へ膨出され、外周面２２ａが第１の貫通孔４の内周面４ｂに密着する。同時に、反射体２２の下端部２２ｂの外周部が矢印Ａ−Ｂ方向へ膨出し、第１の貫通孔４の径Ｒ１よりも大きく径方向に膨出し、リング状の膨出部２２ｃが形成される。
【００２０】
このように、反射体２２の鍔２３を第１の貫通孔４の上端縁４ｂに押し付けた状態で、反射体２２の下端部２２ｂを第１の貫通孔４の下端縁４ｃにかしめることにより、反射体２２の鍔２３と下端部２２ｂとが第１の貫通孔４の上・下端縁４ｂ，４ｃに密着した状態で取り付けられる。このため、反射体２２が第１の貫通孔４に強固に取り付けられるから反射体２２の取付不良を防止することができる。また、反射体２２に予め設けられた鍔２３を第１の貫通孔４の上端縁４ｂに押し付けた状態で、反射体２２の下端部２２ｂを第１の貫通孔４の下端縁４ｃにかしめるから、反射体２２の上・下端縁を折り返し鍔を形成することにより反射体２２を第１の貫通孔４に取り付ける、いわゆるはとめ加工と比較して、鍔２３に残留応力が発生しないから歩留まりを向上させることもできる。
【００２１】
このようにプリント配線板１２の第１の貫通孔４に固定された反射体２２の凹部１７の底面１７ａ上に、図８に示すようにＬＥＤチップ３０をダイボンディングによって接合し、ＬＥＤチップ３０の金属細線（ワイヤー）３１をプリント配線板１２の端子部８にワイヤーボンディングによって電気的に接続する。次いで、ＬＥＤチップ３０および金属細線３１ならびにプリント配線板１２の端子部８を透明なモールド樹脂３２によって樹脂封止する。
【００２２】
このとき、反射体２２の上端面に、第１の貫通孔４の上端縁４ｂに密着する鍔２３が設けられているため、封止樹脂３２が反射体２２の中央部の外周面２２ａと第１の貫通孔４の内周面４ａとの間に浸入するのを阻止することができる。このため、クリアランス内に浸入した封止樹脂の硬化に起因する反射体２２の取付不良を防止することができる。
【００２３】
次いで、反射体２２を介してＬＥＤチップ３０が実装されたプリント配線板１２を、図１に示すように、直線Ｌ１，Ｌ２に沿ってダイシング加工によって切断することにより、１個単位としたＬＥＤ装置３３を形成する。このとき、ＬＥＤ装置３３の側面と下面とに、端子部８と導通している側面端子部９Ａと下面端子部９Ｂとが形成される。このように、大盤のプリント配線板１２によって一度に多数のＬＥＤ装置３３を製造することが可能なため量産性を向上させることができる。また、反射体２２を円柱状に形成したことにより、薄板によって形成した場合と比較して熱を伝導させるための体積が増大するから放熱性が向上する。また、反射体２２の凹部１７がプリント配線板１２の上面より低い位置に位置付けられているため、凹部１７に搭載されるＬＥＤチップ３０をプリント配線板１２の上面から突出させないように実装することができるため、ＬＥＤ装置３３の薄型化を図ることができる。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、反射体２２を円柱状に形成したが、角柱状に形成してもよく、その場合には反射体２２をプリント配線板１２の第１の貫通孔４に嵌合させるだけで、反射体２２の回り止めがなされる。また、反射体２２をプリント配線板１２の第１の貫通孔４に取り付けるのに、反射体２２の下端部２２ｂを第１の貫通孔４の下端縁４ｃにかしめることにより取り付けたが、反射体２２の下端部２２ｂを第１の貫通孔４の下端縁４ｃにかしめることなく、鍔２３を第１の貫通孔４の上端縁４ｂに超音波溶接によって取り付けるようにしてもよい。また、凹部１７の側面１７ｂをテーパー状に形成したが、凹面鏡状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るＬＥＤ装置用反射体が取り付けられるプリント配線板の全体を示す平面図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤ装置用反射体が取り付けられるプリント配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤ装置用反射体の製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤ装置用反射体を示し、同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は側面図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤ用反射体を使用したＬＥＤ装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】本発明に係るＬＥＤ用反射体を使用したＬＥＤ装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図７】本発明に係るＬＥＤ用反射体を使用したＬＥＤ装置の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明に係るＬＥＤ用反射体を使用したＬＥＤ装置を示し、同図（Ａ）は斜視図、同図（Ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
４…第１の貫通孔、１５…母材、１６…反射面形成用パンチ、１７…凹部、１８…抜きパンチ、１９…円柱状部材、２０…成型用ダイ、２１…成型用パンチ、２２…ＬＥＤ装置用反射体、２３…鍔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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